개요 및 정의
국방 M&S(Modeling & Simulation)는 군사 작전, 무기 체계, 전투 시나리오, 병참 시스템 등을 컴퓨터 기반의 수학적 모델과 시뮬레이션 기법을 통해 재현하고 분석하는 과학 기술 분야입니다. 미국 국방부(Department of Defense, DoD)는 M&S를 "실제 또는 가상의 시스템, 프로세스, 또는 환경을 수학적, 물리적, 또는 논리적으로 표현하여 분석, 설계, 개발, 시험, 훈련, 작전 등의 목적으로 활용하는 학문과 기술의 총체"로 정의하고 있습니다.
M&S는 크게 세 가지 핵심 구성 요소로 이루어집니다.
첫째, 모델링(Modeling)은 실제 시스템이나 현상을 추상화하여 수학적, 논리적, 물리적 형태로 표현하는 과정입니다. 예를 들어 전투기의 레이더 탐지 범위, 미사일의 비행 궤적, 지상군의 기동 속도 등을 방정식과 알고리즘으로 구현합니다.
둘째, 시뮬레이션(Simulation)은 구축된 모델을 컴퓨터상에서 실행하여 시간의 흐름에 따른 시스템의 동작과 상호작용을 재현하는 것입니다.
셋째, 분석(Analysis)은 시뮬레이션 결과를 통계적, 논리적으로 해석하여 의사결정에 필요한 통찰력과 권고안을 도출하는 단계입니다.
미국 국방부는 M&S를 국가 안보의 전략적 자산으로 간주하며, DoD Directive 5000.59(M&S Management)와 DoD Instruction 5000.61(M&S Verification, Validation, and Accreditation)에서 M&S의 활용 원칙, 품질 관리 체계, 조직별 역할과 책임을 명시하고 있습니다. 이 지침서들은 M&S가 무기체계 획득, 작전 계획 수립, 전투원 훈련, 전력 분석, 병참 최적화 등 국방 전 분야에서 필수적인 도구임을 강조합니다.
M&S의 주요 유형 비교
| 유형 | 설명 | 미국 국방부 적용 사례 | 특징 |
|---|---|---|---|
| Live Simulation | 실제 병력과 장비를 사용하는 훈련 | NTC(National Training Center) 실전 기동훈련 | 현실성 최고, 비용 매우 높음 |
| Virtual Simulation | 실제 인간이 가상 환경에서 조작 | F-35 풀 미션 시뮬레이터, CCTT 가상 전투 훈련 | 몰입감 높음, 중간 비용 |
| Constructive Simulation | 컴퓨터가 모든 개체를 자동 제어 | JWARS 전역급 전쟁 게임, OneSAF 전술 시뮬레이션 | 대규모 분석 가능, 비용 낮음 |
| LVC 통합 | Live-Virtual-Constructive 통합 환경 | Red Flag 연습의 LVC 통합 훈련 | 최적의 훈련 효과, 복잡한 구축 |
역사적 배경
국방 M&S의 역사는 제2차 세계대전으로 거슬러 올라갑니다. 맨해튼 프로젝트(Manhattan Project) 당시 과학자들은 핵폭탄의 폭발 효과와 방사능 확산을 예측하기 위해 초기 형태의 수학적 시뮬레이션을 사용했습니다. 1940년대 후반에는 존 폰 노이만(John von Neumann)과 스타니스와프 울람(Stanislaw Ulam)이 로스 알라모스 연구소에서 몬테카를로 방법(Monte Carlo Method)을 개발하여 복잡한 물리 현상을 확률론적으로 시뮬레이션할 수 있게 되었습니다. 이 방법은 현재까지도 미사일 탄도 계산, 핵전략 분석 등에 광범위하게 사용되고 있습니다.
냉전 시대인 1950-1980년대에는 핵전쟁 시나리오 분석과 억제 전략 수립을 위해 랜드 코퍼레이션(RAND Corporation), 허드슨 연구소(Hudson Institute) 같은 싱크탱크가 전략급 시뮬레이션을 발전시켰습니다. 특히 RAND는 1950년대부터 전쟁 게임(War Gaming)과 시스템 분석(Systems Analysis) 방법론을 개발하여 미 공군의 폭격기 배치 전략, ICBM 개발 우선순위, 방공망 설계 등에 핵심적인 역할을 했습니다.
1980년대는 국방 M&S의 혁명적 전환점이었습니다. DARPA(Defense Advanced Research Projects Agency)는 1983년부터 SIMNET(Simulation Networking) 프로그램을 시작했습니다. SIMNET은 지리적으로 분산된 여러 대의 전차 시뮬레이터를 네트워크로 연결하여 동시에 가상 전투를 수행할 수 있게 한 획기적인 시스템이었습니다. SIMNET의 성공은 후속 표준인 DIS(Distributed Interactive Simulation)의 개발로 이어졌으며, 1990년대에는 더욱 발전된 HLA(High Level Architecture) 표준으로 진화했습니다.
1990-1991년 걸프전(Operation Desert Storm)은 M&S의 중요성을 극적으로 보여준 사건이었습니다. 미군은 전쟁 전 수개월 동안 JWARS의 전신인 전역급 시뮬레이션을 통해 수백 가지 작전 계획을 검증했으며, 공군 조종사들은 가상 시뮬레이터에서 이라크 방공망을 미리 경험했습니다. 전쟁 후 국방과학위원회(Defense Science Board)는 1992년 보고서 "DoD Reliance on Modeling and Simulation"에서 M&S를 국방 혁신(Revolution in Military Affairs)의 6대 핵심 기술 중 하나로 지목했습니다.
이에 따라 1995년 DoD Directive 5000.59가 제정되어 M&S의 체계적인 관리가 시작되었고, 1996년에는 DMSO(Defense Modeling and Simulation Office)가 설립되어 범 국방부 차원의 M&S 정책을 총괄하게 되었습니다. 21세기 들어서는 고성능 컴퓨팅(HPC), 인공지능(AI), 가상현실(VR/AR), 디지털 트윈(Digital Twin), 클라우드 컴퓨팅 등 첨단 기술과 결합하여 더욱 정교하고 실감나는 M&S 환경이 구축되고 있습니다.
국방 M&S의 세대별 발전 과정
| 시기 | 세대 | 주요 기술 | 대표 시스템 |
|---|---|---|---|
| 1940-1960년대 | 1세대: 수학적 모델링 | 몬테카를로 방법, 수작업 전쟁 게임 | RAND 전략 분석 모델 |
| 1970-1980년대 | 2세대: 독립형 시뮬레이터 | 개별 무기체계 시뮬레이터 | 전차/항공 조종 훈련기 |
| 1980-1990년대 | 3세대: 네트워크 시뮬레이션 | SIMNET, DIS 표준 | SIMNET, CCTT |
| 2000-2010년대 | 4세대: 통합 합성 환경 | HLA, 3D 지형, CGF | JLCCTC, JSAF, OneSAF |
| 2010년대-현재 | 5세대: AI/클라우드 기반 | AI, 디지털 트윈, 클라우드, VR/AR | STE, JCATS-AI, LVC 통합 환경 |
주요 기술 요소
1. 가상군 (Computer Generated Forces, CGF)
CGF는 가상의 군사 개체(전투기, 전차, 보병, 함정 등)를 인공지능으로 자동 제어하여 대규모 전투 시뮬레이션을 가능하게 하는 기술입니다. 실제 훈련에서는 수백 대의 적 전차를 동원할 수 없지만, CGF를 사용하면 수천 개의 가상 적 개체를 생성하여 현실적인 대규모 전투를 재현할 수 있습니다.
미 육군의 OneSAF(One Semi-Automated Forces)는 가장 발전된 CGF 시스템 중 하나로, 지상전, 공중전, 해상전을 통합적으로 시뮬레이션합니다. OneSAF는 개별 병사 수준부터 여단급 부대까지 다양한 제대를 모델링할 수 있으며, 실시간으로 10,000개 이상의 개체를 동시에 제어할 수 있습니다. 각 개체는 자율적으로 경로를 계획하고, 적을 탐지하며, 교전 결정을 내리는 AI 알고리즘을 탑재하고 있습니다.
미 공군의 AFSIM(Air Force Simulation)은 공중전 CGF로, 전투기, 폭격기, 무인기, 미사일 등의 행동을 모델링합니다. AFSIM은 레이더 탐지, 전자전, 미사일 교전 등 복잡한 공중전 시나리오를 시뮬레이션하며, 신형 무기체계의 효과도 분석(MOE, Measure of Effectiveness)에 활용됩니다.
2. 합성 환경 (Synthetic Environment)
합성 환경은 지형, 날씨, 도시 구조물, 식생, 해양 등을 3차원으로 재현한 가상 전장 환경입니다. 현대 군사 작전은 환경의 영향을 크게 받기 때문에 정확한 지형 모델링이 필수적입니다.
미 국방부의 STE(Synthetic Training Environment)는 차세대 합성 환경으로, 전 세계 지형을 고해상도로 제공합니다. STE는 상용 위성 영상, 드론 촬영 데이터, OpenStreetMap 등 다양한 소스를 통합하여 실제와 거의 구분할 수 없는 3D 지형을 생성합니다. 건물 내부 구조, 지하 터널, 산림 밀도까지 정밀하게 모델링되어 도시 전투 훈련에 활용됩니다.
CDB(Common Database)는 합성 환경 데이터베이스의 표준 포맷으로, 다양한 시뮬레이션 시스템에서 공통으로 사용할 수 있도록 설계되었습니다. CDB는 지형 고도, 영상, 3D 모델, 도로망 등을 계층적으로 저장하며, 필요한 영역만 선택적으로 로딩하여 실시간 성능을 보장합니다.
3. HLA (High Level Architecture)
HLA는 서로 다른 시뮬레이션 시스템들이 네트워크를 통해 상호 운용되도록 하는 표준 아키텍처입니다. 예를 들어 공군의 항공 시뮬레이터, 육군의 지상전 시뮬레이터, 해군의 함정 시뮬레이터가 각각 독립적으로 개발되었더라도 HLA를 통해 하나의 통합된 연습에 참여할 수 있습니다.
HLA는 1998년 IEEE 1516 표준으로 제정되었으며, 미군뿐만 아니라 NATO, 한국, 일본, 호주 등 동맹국들이 공통으로 사용합니다. HLA의 핵심 구성 요소는 다음과 같습니다:
- RTI(Run-Time Infrastructure): 시뮬레이션 간 메시지 전달을 담당하는 미들웨어
- FOM(Federation Object Model): 교환할 데이터의 형식과 의미를 정의하는 메타데이터
- Federate: HLA 네트워크에 참여하는 개별 시뮬레이션 시스템
- Federation: 여러 Federate가 연결되어 구성된 통합 시뮬레이션 환경
SISO(Simulation Interoperability Standards Organization)는 HLA 및 관련 표준의 개발과 유지를 담당하는 국제 기구로, 매년 컨퍼런스를 개최하여 최신 표준 기술을 공유합니다.
4. VV&A (Verification, Validation & Accreditation)
VV&A는 M&S의 신뢰성을 보장하는 품질 관리 프로세스로, 국방부의 중요한 의사결정에 사용되는 시뮬레이션은 반드시 VV&A를 통과해야 합니다.
- 검증(Verification): 시뮬레이션이 설계 명세대로 올바르게 구현되었는지 확인합니다. "모델을 올바르게 만들었는가?"에 대한 질문입니다. 코드 리뷰, 단위 테스트, 통합 테스트 등이 포함됩니다.
- 검증(Validation): 시뮬레이션이 실제 현상을 얼마나 정확히 재현하는지 평가합니다. "올바른 모델을 만들었는가?"에 대한 질문입니다. 실제 무기 시험 데이터와 시뮬레이션 결과를 비교하거나, 전문가 검토를 통해 수행됩니다.
- 인가(Accreditation): 특정 목적과 사용 조건에서 해당 M&S를 공식적으로 사용할 수 있도록 승인하는 절차입니다. 예를 들어 F-35 성능 분석용으로는 인가되었지만 조종사 훈련용으로는 인가되지 않을 수 있습니다.
DoD Instruction 5000.61은 VV&A의 절차와 책임을 명시하며, 각 M&S 프로젝트는 VV&A 계획서를 작성하고 독립적인 평가를 받아야 합니다.
M&S 핵심 기술 비교
| 기술 영역 | 주요 표준/시스템 | 관리 조직 | 적용 분야 |
|---|---|---|---|
| 상호운용성 | HLA (IEEE 1516), DIS, TENA | SISO, IEEE | 연합 훈련, 시스템 통합 |
| CGF | OneSAF, JSAF, AFSIM | 각 군 PEO/PM | 대규모 전투 시뮬레이션 |
| 합성 환경 | STE, CDB, SEDRIS | NGIA, PEO STRI | 3D 전장 환경 구축 |
| 품질 보증 | VV&A (DoD 5000.61) | TRMC, OT&E | 시뮬레이션 신뢰성 검증 |
| 데이터 교환 | RPR-FOM, NETN-FOM | SISO, NATO MSG | 실시간 데이터 동기화 |
적용 사례
1. 무기체계 획득 (Acquisition)
미 국방부는 M&S를 무기체계 획득의 전 과정에 활용하여 개발 비용과 시간을 획기적으로 절감하고 있습니다. F-35 합동 타격 전투기(Joint Strike Fighter) 개발 과정은 M&S 활용의 모범 사례입니다.
록히드 마틴과 미 국방부는 F-35 개발 초기 단계부터 디지털 트윈(Digital Twin) 기술을 도입했습니다. 실제 항공기와 완전히 동일한 가상 모델을 구축하여 공기역학, 엔진 성능, 스텔스 특성, 항공전자 시스템 등을 시뮬레이션했습니다. 첫 비행 전까지 200만 시간 이상의 가상 비행 시험을 수행했으며, 이를 통해 설계 결함을 조기에 발견하고 수정할 수 있었습니다.
실제 비행 시험 한 번의 비용은 약 100만 달러 이상이지만, 시뮬레이션은 수천 분의 1 비용으로 무제한 반복이 가능합니다. 또한 실제로는 위험해서 시험할 수 없는 극한 상황(엔진 고장, 극심한 난기류, 적 미사일 회피 등)도 안전하게 검증할 수 있습니다.
미 해군의 DDG-1000 줌왈트급 구축함 개발에서도 M&S가 핵심 역할을 했습니다. 함정의 파도 저항, 레이더 반사 면적(RCS), 무기 발사 시 반동, 손상 제어 시스템 등을 시뮬레이션하여 최적 설계를 도출했습니다. 특히 독특한 스텔스 선체 형상은 수백 가지 설계안을 CFD(Computational Fluid Dynamics) 시뮬레이션으로 비교 분석한 결과였습니다.
2. 작전 계획 수립 (Operational Planning)
미 합동참모본부(Joint Chiefs of Staff)와 각 전구 사령부(Combatant Commands)는 M&S를 전쟁 계획 수립의 필수 도구로 사용합니다. JWARS(Joint Warfare System)는 전역급(Theater-level) 전쟁 시뮬레이션 시스템으로, 수개월에 걸친 대규모 군사 작전을 시뮬레이션합니다.
JWARS는 다음과 같은 요소들을 종합적으로 모델링합니다:
- 병력 이동 및 전개: 항공/해상/육상 수송 자산의 가용성과 경로 계획
- 전투 손실 예측: 무기 체계별 교환비, 피해 평가
- 병참 지원: 탄약, 연료, 식량, 정비 부품의 소비와 보급
- 전투력 누적 평가: 시간에 따른 전투력 변화와 작전 지속 가능성
- 목표 달성 가능성: 주요 군사 목표 달성 확률과 소요 기간
2003년 이라크 자유 작전(Operation Iraqi Freedom) 계획 수립 시 미 중부사령부(CENTCOM)는 JWARS를 통해 50가지 이상의 작전 계획안(COA, Course of Action)을 비교 분석했습니다. 병력 규모, 개전 시기, 주공 방향, 예비대 투입 시점 등을 변경하며 각 계획안의 성공 가능성, 예상 손실, 작전 기간을 평가했습니다.
3. 전투원 훈련 (Training)
M&S 기반 훈련은 전통적인 실사격 훈련을 보완하고 때로는 대체하는 필수 훈련 수단이 되었습니다. 미군의 주요 M&S 훈련 시스템은 다음과 같습니다:
CCTT(Close Combat Tactical Trainer)는 미 육군의 기갑/기계화 부대 훈련 시뮬레이터입니다. M1A2 에이브람스 전차, M2 브래들리 장갑차 등의 실물 크기 조종석에서 승무원들이 가상 전투를 수행합니다. 최대 128대의 시뮬레이터를 네트워크로 연결하여 중대급 이상의 대규모 기동 훈련이 가능하며, 야간 투시경, 열영상 장비, 레이저 거리 측정기 등 실제 장비와 동일한 인터페이스를 제공합니다.
미 공군의 DMT(Distributed Mission Training)는 전 세계에 분산된 공군 기지의 비행 시뮬레이터를 하나의 가상 전장으로 연결합니다. 예를 들어 미국 본토의 F-22, 알래스카의 F-16, 영국 레이컨히스 기지의 F-15가 동시에 가상의 대규모 공중전에 참여할 수 있습니다. 조종사들은 각자의 기지에서 실제 조종석과 동일한 시뮬레이터에 앉아 수백 대의 아군/적군 항공기가 등장하는 복합 공중전 시나리오를 훈련합니다.
Red Flag 연습은 네바다주 넬리스 공군기지에서 실시되는 대규모 연합 공중전 훈련으로, 최근에는 LVC(Live-Virtual-Constructive) 통합 환경을 적용하고 있습니다. 실제 전투기(Live), 지상 기반 시뮬레이터(Virtual), 컴퓨터 생성 적기(Constructive)가 하나의 훈련에 통합되어 실전과 유사한 대규모 공중전을 재현합니다. 이를 통해 제한된 실제 항공기로도 수백 대가 참여하는 전투 상황을 경험할 수 있습니다.
4. 시험 평가 (Test & Evaluation)
신규 무기체계의 성능을 검증하는 시험 평가 과정에서 M&S는 비용 절감과 안전성 확보에 핵심적인 역할을 합니다. 미사일 방어청(Missile Defense Agency, MDA)의 사례가 대표적입니다.
실제 탄도미사일 요격 시험은 한 번에 2억~5억 달러가 소요되며, 일 년에 몇 차례만 실시할 수 있습니다. 반면 AESD(Aegis BMD Engagement Simulation)를 사용하면 수천 가지 교전 시나리오를 시뮬레이션할 수 있습니다. 다양한 위협 미사일(ICBM, IRBM, MRBM, SLBM), 다양한 요격 시점, 다양한 전자전 환경, 다양한 기상 조건에서의 요격 성공률을 분석하여 시스템의 성능 한계와 개선점을 파악합니다.
미 육군의 PEO STRI(Program Executive Office for Simulation, Training, and Instrumentation)는 라이브 훈련장(NTC, JRTC, JMRC)에 첨단 계측 장비(Instrumentation)를 설치하여 훈련 중 모든 차량과 병력의 위치, 발사한 탄약, 교전 결과를 실시간으로 기록합니다. 이 데이터는 훈련 후 재현(AAR, After Action Review) 시스템으로 전송되어 3D로 재생되며, 부대의 전술적 결정과 결과를 객관적으로 분석할 수 있게 합니다.
미국의 M&S 현황
미국 국방부는 전 세계에서 가장 앞선 M&S 역량을 보유하고 있으며, 국방 전략의 핵심 요소로 M&S를 위치시키고 있습니다. 2024회계연도 기준 국방 M&S 관련 예산은 직접 투자분만 연간 약 60억 달러 이상으로 추정되며, 무기체계 획득 프로그램에 포함된 M&S 비용까지 합산하면 100억 달러를 초과하는 것으로 평가됩니다.
조직 구조
미 국방부의 M&S 조직은 다층적 구조로 되어 있습니다:
- TRMC(Test Resource Management Center): 국방부 차관(USD, A&S) 직속으로 범 국방부 M&S 정책과 자원 배분을 총괄합니다.
- DAU(Defense Acquisition University): M&S 교육 훈련을 담당하며, M&S 전문가 인증 프로그램(M&S Professional Development Program)을 운영합니다.
- 각 군별 M&S 센터:
- 육군: PEO STRI, TRADOC Analysis Center (TRAC)
- 해군: NAVAIR/NAVSEA M&S 부서, Naval War College
- 공군: AFRL (Air Force Research Laboratory) M&S Division
- 해병대: MCCDC (Marine Corps Combat Development Command)
- DARPA: 차세대 M&S 기술 연구개발을 주도하며, AI 기반 시뮬레이션, 양자 컴퓨팅 시뮬레이션 등 혁신 기술을 개발합니다.
주요 프로그램
미 육군의 STE(Synthetic Training Environment)는 차세대 통합 훈련 환경으로 2019년부터 본격 개발에 착수했습니다. STE는 클라우드 기반 아키텍처로 설계되어 전 세계 어디서든 웹 브라우저로 접속 가능하며, AI를 활용한 적응형 훈련 시나리오를 제공합니다. 병사들은 개인 태블릿이나 VR 헤드셋으로 개인 전술 훈련을 수행하고, 부대 지휘관은 같은 환경에서 작전 계획을 수립하고 검증할 수 있습니다.
미 공군의 ACE(Advanced Combat Environment)는 차세대 LVC 통합 환경으로, 5세대 전투기(F-22, F-35)의 첨단 센서와 네트워크 전투 능력을 완전히 재현합니다. 기존 시뮬레이터는 개별 항공기 조종만 훈련했지만, ACE는 데이터링크, 센서 융합, 협동 교전 등 네트워크 중심전(NCW)의 핵심 요소를 훈련할 수 있습니다.
미 해군의 TACTRAIN(Tactical Training System)은 함정 승무원 훈련 시스템으로, 이지스 전투 시스템, 대함 미사일 방어, 대잠전 등을 시뮬레이션합니다. 실제 함교와 동일한 구성의 시뮬레이터에서 승무원들은 다양한 위협 시나리오에 대응하는 훈련을 받습니다.
미 국방부 주요 M&S 프로그램 비교
| 군 | 시스템명 | 주요 기능 | 예산 규모 (연간) |
|---|---|---|---|
| 육군 | STE | 통합 합성 훈련 환경 | 약 5억 달러 |
| 공군 | LVC-IA | Live-Virtual-Constructive 통합 | 약 3억 달러 |
| 해군 | TACTRAIN | 함정 전투 시스템 훈련 | 약 2억 달러 |
| 합동 | JLVC | 합동 LVC 훈련 네트워크 | 약 4억 달러 |
| MDA | AESD | 미사일 방어 시뮬레이션 | 약 1.5억 달러 |
한국 국방에의 시사점
1. 전략적 필요성
한국 국방 환경은 M&S의 적극적 도입이 절실한 상황입니다. 북한의 핵/미사일 위협, 주변국의 군사력 증강, 병력 감축 추세, 국방비 제약 등 복합적인 도전 과제에 직면해 있습니다. M&S는 이러한 제약 조건 하에서 전투력을 극대화할 수 있는 효과적인 수단입니다.
특히 한반도의 특수한 지리적 환경(산악 지형, 고밀도 도시, 좁은 종심)과 복합적 위협(재래식 대규모 지상전, WMD, 사이버/전자전)을 고려할 때, 실제 기동 훈련만으로는 모든 시나리오를 대비하기 어렵습니다. M&S를 통해 평시에는 훈련하기 어려운 핵/생화학 환경, 대규모 미사일 공격, 복합 전자전 상황 등을 안전하게 연습할 수 있습니다.
2. 무기체계 획득 최적화
한국군은 KF-21 차세대 전투기, 장보고-III급 잠수함, K2 전차 등 첨단 무기체계를 자체 개발하고 있습니다. 미국의 F-35 사례처럼 개발 초기 단계부터 디지털 트윈과 M&S를 적극 활용하면 개발 기간을 단축하고 비용을 절감할 수 있습니다.
예를 들어 KF-21의 공기역학 설계, 엔진 성능, 레이더 탐지 거리, 무장 장착 등을 시뮬레이션으로 최적화한 후 실물 제작에 들어가면 시행착오를 크게 줄일 수 있습니다. 또한 실제 비행 시험은 위험과 비용이 크므로 최소한으로 실시하고, 대부분의 검증은 시뮬레이션으로 대체할 수 있습니다.
3. 한미 연합 훈련 효율화
한미연합훈련(예: 을지 프리덤 실드)에서 M&S를 확대 적용하면 실제 병력과 장비 이동을 최소화하면서도 다양한 전쟁 시나리오를 훈련할 수 있습니다. 특히 미군의 HLA 표준을 준수하는 M&S 시스템을 구축하면 한미 간 시뮬레이션 상호운용성이 향상되어 더욱 효과적인 연합 작전 계획 수립이 가능합니다.
미 육군의 STE나 공군의 LVC 환경처럼 한국군도 클라우드 기반 훈련 환경을 구축하면 한국과 미국, 심지어 일본, 호주 등 다른 동맹국 부대가 지리적으로 떨어진 곳에서 동시에 연합 훈련을 수행할 수 있습니다.
4. 인력 양성 및 연구 인프라
미국의 DAU처럼 체계적인 M&S 교육 프로그램을 마련해야 합니다. 국방대학교, 각 군 사관학교, 국방과학연구소(ADD)에 M&S 전문 과정을 개설하고, 민간 대학(KAIST, 서울대 등)과 산학협력을 강화하여 M&S 전문 인력을 양성해야 합니다.
또한 국방 M&S 표준과 품질 인증 체계를 확립해야 합니다. 방위사업청은 VV&A 지침을 제정하여 국방 사업에 사용되는 모든 M&S가 일정 수준 이상의 신뢰성을 갖추도록 관리해야 합니다.
5. 예산 투자 전략
M&S는 초기 투자 비용이 크지만 장기적으로는 훈련비, 무기 소모, 시험 평가 비용을 대폭 절감할 수 있습니다. 미군의 경우 M&S 투자 1달러당 평균 7~10달러의 비용 절감 효과가 있는 것으로 분석됩니다. 한국 국방부도 중장기 계획을 수립하여 단계적으로 M&S 역량을 확충할 필요가 있습니다.
첫 단계로 기존 미군 시스템(CCTT, AFSIM 등)의 라이선스 도입이나 기술 이전을 추진하고, 두 번째 단계로 한국형 M&S 시스템을 자체 개발하며, 세 번째 단계로 AI, 디지털 트윈 등 차세대 기술을 접목하는 로드맵을 고려할 수 있습니다.
결론
국방 M&S는 현대 군사 혁신의 핵심 기술로 확고히 자리잡았습니다. 미국 국방부의 70년 이상의 발전 역사가 보여주듯이, M&S는 단순한 보조 도구가 아니라 무기체계 개발, 작전 계획, 훈련, 시험평가 등 국방 전 영역에서 필수불가결한 전략적 자산이 되었습니다.
제2차 세계대전 시기의 초보적인 수학적 모델링에서 시작하여 현재의 AI 기반 디지털 트윈, 클라우드 통합 환경, LVC 훈련 시스템에 이르기까지 M&S는 지속적으로 진화해왔습니다. 미 국방부는 연간 60억 달러 이상을 M&S에 투자하며, 이를 통해 무기체계 개발 비용을 30~50% 절감하고, 훈련 효과는 200~300% 향상시키는 성과를 거두고 있습니다.
HLA, CGF, 합성 환경, VV&A 등 M&S의 핵심 기술 요소들은 이미 성숙한 단계에 도달했으며, IEEE, SISO, NATO 등 국제 표준화 기구를 통해 동맹국 간 상호운용성도 보장되고 있습니다. F-35 개발, JWARS 작전 계획, Red Flag LVC 훈련, AESD 미사일 방어 시험 등 실제 적용 사례들은 M&S의 실질적 가치를 명확히 입증하고 있습니다.
한국 국방 분야도 이러한 글로벌 트렌드에 발맞춰 M&S 역량을 전략적으로 강화해야 합니다. 북한의 비대칭 위협, 제한된 국방 예산, 병력 감축 등 현실적 제약 조건 하에서 M&S는 전투력을 극대화할 수 있는 가장 효과적인 수단입니다. 무기체계 국산화, 한미 연합 작전 체계 발전, 미래 전장 대비 등 모든 영역에서 M&S의 적극적 활용이 요구됩니다.
앞으로 이 블로그에서는 미국 국방부의 주요 M&S 프로그램(STE, AFSIM, OneSAF 등), 최신 기술 동향(AI, 양자 컴퓨팅, 메타버스), 실무 적용 가이드, 국제 비교 분석, 미래 전망 등을 심층적으로 다룰 예정입니다. M&S에 관심있는 국방 관계자, 연구자, 학생, 산업계 종사자 여러분께 실질적인 도움이 되는 정보를 지속적으로 제공하겠습니다.
참고 자료
- U.S. Department of Defense. (2007). DoD Directive 5000.59: DoD Modeling and Simulation (M&S) Management, Incorporating Change 1, August 8, 2007. https://www.esd.whs.mil/Portals/54/Documents/DD/issuances/dodd/500059p.pdf
- U.S. Department of Defense. DoD Instruction 5000.61: DoD Modeling and Simulation (M&S) Verification, Validation, and Accreditation (VV&A). https://www.esd.whs.mil/Portals/54/Documents/DD/issuances/dodi/500061p.pdf
- U.S. Department of Defense. DoD Manual 5000.102: Modeling and Simulation (M&S) Verification, Validation, and Accreditation (VV&A) for Operational Test and Evaluation (OT&E) and Live Fire Test and Evaluation (LFT&E). https://www.esd.whs.mil/Portals/54/Documents/DD/issuances/dodm/5000102m.PDF
- Defense Acquisition University. (2025). Modeling and Simulation for Test and Evaluation Guidebook, May 2025. Adaptive Acquisition Framework. https://aaf.dau.edu/storage/2025/05/MS-TE-Guidebook-Final.pdf
- IEEE Computer Society. (2010). IEEE Standard 1516-2010: IEEE Standard for Modeling and Simulation (M&S) High Level Architecture (HLA)—Framework and Rules. https://ieeexplore.ieee.org/document/5553440
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